Menschen denken bei Keramik oft an Kaffeetassen oder Blumentöpfe. Doch Schweizer Wissenschafter assoziieren nun Feingefühl mit dem Material.
Berühren Menschen versehentlich eine andere Person oder einen heissen Gegenstand, ziehen sie sich automatisch zurück.
Genau dies sollen klobige Roboter künftig als Arbeitskollegen auch tun.
Sensoren spüren
Doch wie schafft man den gleichen Reflex bei Maschinen, damit diese mit künstlichen Muskeln genauso schnell und feinfühlig auf Berührungen reagieren?
Die Forscher der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt Empa sind da bei Keramik fündig geworden.
Dort entwickelten Forscher weiche und intelligente Sensormaterialien auf der Basis von Keramik-Partikeln, wie die Einrichtung diese Woche zu feinfühligen Hochleistungskeramiken mitteilte.
Solche Sensoren spürten beispielsweise Temperatur, Dehnung, Druck oder Feuchtigkeit, was sie für den Einsatz in der Medizin, aber auch im Bereich der «Soft Robotics», also der weichen Robotik, interessant mache, hiess es weiter.
Keramikhand merkt Hitze
Einer Forschungsgruppe der Empa um Frank Clemens sei es gelungen, weiche Sensoren herzustellen, die sehr selektiv nur auf Druck oder nur auf Temperatur reagierten.
Diese Sensoren integrierten die Forschenden in eine prothetische Hand und diese Prothese «spürt» die Beugung ihrer Finger, erklären die Wissenschafter.
Dabei merkt die Keramikhand etwa, wenn sie eine heisse Oberfläche anfasse.
Arbeit mit Robotern verbessern
Solche «Feinfühligkeit» wäre sowohl für Roboter-Greifwerkzeuge als auch für Prothesen für den Menschen von Vorteil, hob Clemens hervor und verwies zudem auf eine «Roboterhaut».
Diese mehrschichtige Kunststoffhaut reagiere wie menschliche Haut auf Berührungen und Temperaturunterschiede.
Dies könnte für die sichere und harmonische Zusammenarbeit von Mensch und Maschine künftig wichtig sein.
Suche nach Anwendungen
Die Empa-Forscher wollen ihre weichen keramischen Sensoren nun noch feinfühliger sowie intelligenter machen und suchen Industrieanwendungen.
Dafür gilt es, neue keramische Materialien und weiche Polymere zu kombinieren und deren Sensoreigenschaften zu optimieren – denn im Zusammenspiel dieser beiden Komponenten liege das Erfolgsgeheimnis, erklärte die Empa zum Mechanismus.
Vielleicht rückt demnächst so schon bald die Kaffeetasse von selbst vom Menschen weg, wenn der Inhalt als zu heiss für eine Person eingeschätzt wird.
17.11.2024/kut.
